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核能产生的放射性废物可持续 10 万年,但粒子加速器可以将这一时间缩短到几个世纪
一个耗资数百万美元的政府项目押注粒子加速器可以“燃烧”世界上最危险的核废料。
来源:ZME科学废旧核燃料是核能面临的最持久的挑战之一。在反应堆停止使用它很久之后,这种材料仍然具有强烈的放射性,需要繁琐且昂贵的存储数万到数十万年。
研究人员现在正在探索先进的物理工具是否可以通过将一些核废料中最危险的成分转化为腐烂速度更快的材料来大大缩短这一时间。
这个想法是将粒子加速器与亚临界核反应堆配对。
标准核反应堆会留下钚 239 或镅 241 等同位素。这些是“超铀”元素,可以保持数万年的放射性。传统反应堆很难有效地“燃烧”这些物质,因为它们会使链式反应变得不稳定。
在传统的反应堆中,您需要一个自我维持的链式反应(临界)。在加速器驱动的系统中,反应堆是亚临界的,这意味着它没有足够的燃料来保持火焰自行燃烧。它需要外部“火花”来保持点亮,这就是高功率粒子加速器的用武之地。
美国能源部能源高级研究计划局 (ARPA-E) 已向托马斯·杰斐逊国家加速器设施拨款 817 万美元,以领导两个旨在实现这一目标的项目。这笔资金来自“核能废物嬗变优化现在”计划(NEWTON),该计划正在研究既可以缩短核废料寿命又可以从中提取额外电力的技术。
“基于我们在开发尖端加速器技术以实现科学发现方面所取得的成功,我们相信,我们可以利用过去几十年所获得的经验做出贡献,”这两个项目的首席研究员 Rongli Geng 在杰斐逊实验室的新闻稿中表示。
废物转化为资源
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